商用车变速器选档极限行程过大整车解决方案

摘 要：商用车变速器的选档角度是考量变速器操控性的一个重要指标，它直接影响用户选档过程的手感体验。文章对出现变速器的选档行程设计与实际不符时，整车解决方案。

关键词：变速器;选档角度;整车总体解决方案

中图分类号：U463.212 文献标识码：A

0 前言

变速器是汽车上非常重要的组成之一，其功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速比，同时使发动机在最有利的工况范围内工作，并且实现倒挡和空挡。随着重型汽车行业的不断发展，市场竞争激烈化。重型汽车对整车的操控性要求也越来越高，商用车变速器的选档角度是考量变速器操控性的一个重要指标，它直接影响用户选档过程的手感体验。如果变速器的选档角度不合理，将直接影响司机对整车的评价及印象。

1 情况介绍

国内某主机厂在下线试车时发现，在驾驶室选档时，预选阀（挂挡杆上装置）已选至极限位置，但相应的整车未体现相应档位，即变速器未能选档到位。上述故障现象产品造成整车无法正常下线，车辆无法正常交付客户（如图1）。

变速器未能选档到位表现为变速器的选档角度不符合相关要求。根据故障现象猜测为变速器本身实测角度大于整车设计角度。

2 原因分析

分析整车选档过程：

（1）驾驶员通过驾驶室的预选阀进行左右选档操纵。预选阀与操纵器上的操纵杆直接连接。

（2）操纵器通过整车软轴拉线连接到变速器的选档摇臂上。

（3）软轴支架固定软轴与选档摇臂安装方向平顺，保证软轴在工作时不产生偏移力，继而保证选档平顺。

（4）选档摇臂与变速器操纵机构使用螺栓硬性连接，实现变速器选档操作。（如图2）

根据故障反馈信息，变速器的实际选档行程，在经过上述整车杠杆比等因素计算后，转化到操纵器的行程，大于操纵器本身设计时的行程。查阅相关技术文件，设计时参考角度为13±1.5°，实际现场测量为18.5～19.2°，与前期猜测相符。

3 解决/改进措施

根据整车选档过程，涉及到结构元件为：整车操纵器、软轴、软轴支架、选档摇臂和变速器本体。

分析各元件工作原理，可以确定调整整车选档行程的因素有三个。分别为：

（1）操纵器选档行程。（2）变速器选档角度。（3）选档摇臂作用距离。

为解决本次故障，对标上述三种因素，可以实现的措施有：

（1）减小操纵器选档行程。（2）缩减变速器本身选档角度。（3）缩短选档摇臂作用距离。

下面我们根据这三种措施，分别制定方案如下。

方案一：减小操纵器选档行程。

具体操作：在操纵器选档限位两侧处焊接限位块，在保证能挂上档的前提下，缩短操纵器行程，进而有效缩短手球处的极限选挡行程。（如图3）

特点：需车身部门配合更改操纵器，操纵器变化对整车影响较大，两侧焊接需相同，对焊接工艺要求较高，会对整车造成潜在不利因素，实施难度较大。

备注：一般重型车厂，操纵器主要由车身设计部门负责，而变速器应用主要为底盘动力总成设计部门负责。两者非同一部门，整体协调较慢，周期较长。

方案二：缩减变速器选档角度。

具体操作：在变速器内部导块凹槽处焊接钢片减小极限间隙，缩减变速器选档角度。在导块凹槽中上部焊接约14 mm*14 mm*2 mm的钢片（如图4）。同时需要在倒档拨叉在焊接前，取下倒档锁机构中螺塞、倒档锁柱塞、倒挡锁弹簧等装置。

特点：变速器导块属于变速器内部零件，属于精密件。焊接钢片对焊接工艺要求太高，在不拆除变速器的情况下，焊接后很难保证变速器内部清洁度，难度较大。如新出零件生产周期一般较长，故障处理周期需加长，影响整车正常交付，进而造成客户投诉等不良影响。

方案三：缩短选档摇臂作用距离。

具体操作：将变速器选档摇臂作用距离缩短，在保证手感可以接受的前提下，同时变速器内部匹配使用更软的平衡弹簧。由于选档摇臂作用距离变化，导致软轴于选档摇臂连接产生角度，容易造成选档不顺，需要微调软轴固定在支架处的角度固定位置。（如图5）

特点：选档摇臂钻孔相对方便，软轴支架安装孔易调整，操作空间较大。更换变速器平衡簧相对容易，变速器内部和操纵器等大型部件不发生变化。改装周期短，易操作。

4 验证情况

综合操作难度和客户交付周期等因素，最终优先采用方案三进行改进验证。

（1）整车厂协调就近机加工厂家，对选档摇臂钻孔，缩短选档摇臂作用距离由80 mm更改为65 mm。减小变速器选档行程的同时，整车选档力会相应增加。

（2）变速器厂家协调，调整变速器选档平衡簧刚度和工作压力，减小变速器选档力，使整车选档力符合整车原有设计要求。

更改前选档弹簧刚度2.20 N/mm，工作压力46 N。

更改后选档弹簧刚度1.88 N/mm，工作压力35 N。

（3）改变选档摇臂与软轴作用距离后，软轴支架与改后软轴作用方向产生角度，影响整车选档平顺性，对选档支架重新钻孔，调整合适位置。

完成上述步驟后，整车选档正常，变速器选档实施到位，多次试车验证后，确定改进有效，故障解决，整车正常交付。

5 总结

方案一：适合整车自行调整，需进一步验证是否存在潜在风险，不能使用在紧急场景，属于长久验证项目，改进时属于备选项。

方案二：合适变速器厂家自己改进，涉及到变速器内部精密零件，需新出零件进一步验证效果，也不能使用在紧急场景，同时也属于长久验证项目，改进时也只能作为备选项。

方案三：整车与变速器厂家协同改进，涉及零件多非核心零件，改进空间大，不影响核心零件性能，改进周期短，效果立竿见影，状态验证后也可锁定为整车基本状态。

以上三种方案均可解决选档角度不适问题，需综合厂家现状及现场各相关因素情况，择优选择处理措施。

参考文献：

[1]孙恒，傅则绍.机械原理[M].北京：高等教育出版社，

1989.

作者简介：赵程程（1989—），男，陕西咸阳人，本科，工程师，研究方向：变速器匹配及应用。